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HashMap源码学习

HashMap源码学习

作者: 摸摸脸上的胡渣 | 来源:发表于2020-02-15 13:14 被阅读0次

hash()方法

static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }

高低16位先做一个异或,就是保证既能拥有低16位数据的特征,又有高16位数据的特征,相当于能让hash值更加离散。

putVal()方法

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        //tables的另一个引用
        Node<K,V>[] tab; 
        Node<K,V> p; 
        int n, i;
        //懒加载
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        //懒加载
        //根据hashcode的高低16位异或 再和 capacity-1按位相与 得到tables[]对应的下标
        //如果为空,就说明没有发生碰撞,直接占坑
        //如果不为空,那么就找到了p,即对应的坑头
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            //保存对应的节点
            Node<K,V> e; 
            K k;
            //如果坑头就是目标节点
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            //如果坑头不是目标节点,且坑头是TreeNode,那么就说明链表已经变成了红黑树,要向树中继续插入或者寻找节点
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            //这种情况就是坑头不是目标节点,目标节点在链表上
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    //如果只有坑头节点,那么就往后加一个节点
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        //节点个数大于8,就要变成红黑树
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            //变成红黑树
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    //如果目标节点是坑头节点的后继节点
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    //继续向后遍历
                    p = e;
                }
            }
            //如果目标节点已经存在
            //替换为新值,返回旧值
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                //LinkedHashMap会重写这个方法,完成排序操作
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        //fail-fast的保障机制
        ++modCount;
        //判断是否超过了阈值
        if (++size > threshold)
            //扩容吧您馁
            resize();
        //LinkedHashMap会重写这个方法,完成排序操作
        afterNodeInsertion(evict);
        //插入成功,返回null
        return null;
    }

resize()方法

    /**
     * Initializes or doubles table size.  If null, allocates in
     * accord with initial capacity target held in field threshold.
     * Otherwise, because we are using power-of-two expansion, the
     * elements from each bin must either stay at same index, or move
     * with a power of two offset in the new table.
     *
     * @return the table
     */
    
    /**
    承担着初始化,和double容量的任务
    扩容结束后,要不坑位不动,要不坑位double
    */
    final Node<K,V>[] resize() {
        Node<K,V>[] oldTab = table;
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        int oldThr = threshold;
        int newCap, newThr = 0;
        if (oldCap > 0) {
            //如果已经扩容到最大值了,就不再扩容了
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
            //如果扩容后小于最大值,那么就把阈值也double
            else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                newThr = oldThr << 1; // double threshold
        }
        //不太懂为什么非默认构造就要这么赋值???
        else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
            newCap = oldThr;
        else {               // zero initial threshold signifies using defaults
            //懒加载初始化
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
            newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
        }
        if (newThr == 0) {
            float ft = (float)newCap * loadFactor;
            newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                      (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        }
        threshold = newThr;
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
        //申请新空间
        Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
        table = newTab;
        //遍历旧tables,分配旧节点
        if (oldTab != null) {
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node<K,V> e;
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    oldTab[j] = null;
                    //如果只有坑头,那就很好处理了,直接hash完塞进新tables即可
                    if (e.next == null)
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                    //如果是个红黑树节点,那就调用split对树节点完成分发
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    //如果是链表
                    else { // preserve order
                        Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                        Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                        Node<K,V> next;
                        do {
                            next = e.next;
                            //==0说明不用动,还继续放j位置就行
                            if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                                if (loTail == null)
                                    loHead = e;
                                else
                                    loTail.next = e;
                                loTail = e;
                            }
                            //!=0说明之前把hash值的左边几位放弃掉了,本次要补回来,放置在j+oldCap的位置
                            else {
                                if (hiTail == null)
                                    hiHead = e;
                                else
                                    hiTail.next = e;
                                hiTail = e;
                            }
                        } while ((e = next) != null);
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead;
                        }
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
    }

remove()方法

/**
     * Implements Map.remove and related methods.
     *
     * @param hash hash for key
     * @param key the key
     * @param value the value to match if matchValue, else ignored
     * @param matchValue if true only remove if value is equal
     * @param movable if false do not move other nodes while removing
     * @return the node, or null if none
     */
    final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value,
                               boolean matchValue, boolean movable) {
        Node<K,V>[] tab; 
        Node<K,V> p; 
        int n, index;
        //必要非空检查
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
            (p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
            Node<K,V> node = null, e; 
            K k; 
            V v;
            
            //寻找目标节点

            //如果坑头是目标节点
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                node = p;
            else if ((e = p.next) != null) {
                //如果是树
                if (p instanceof TreeNode)
                    node = ((TreeNode<K,V>)p).getTreeNode(hash, key);
                //如果是链表
                else {
                    //遍历找目标节点
                    do {
                        if (e.hash == hash &&
                            ((k = e.key) == key ||
                             (key != null && key.equals(k)))) {
                            node = e;
                            break;
                        }
                        p = e;
                    } while ((e = e.next) != null);
                }
            }

            //不为空且进行必要性非空判断
            if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||
                                 (value != null && value.equals(v)))) {
                //如果是树节点
                if (node instanceof TreeNode)
                    ((TreeNode<K,V>)node).removeTreeNode(this, tab, movable);
                //如果是坑头节点
                else if (node == p)
                    tab[index] = node.next;
                //如果是链表中的一个节点
                else
                    p.next = node.next;

                ++modCount;
                --size;
                //LinkedHashMap会重写这个方法,完成排序操作
                afterNodeRemoval(node);
                return node;
            }
        }
        return null;
    }

get()方法

其实和remove()方法的查找过程基本一致,就是先判断key的地址是否相等,相等的话就返回true,如果不相等的话,只能代表物理地址不一致,并不代表业务含义不一致,所以还要调用equals()方法进行业务含义的判断,两者有一个相等,即可认为是相等的。

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